一種基于曲線電極結(jié)構(gòu)的平板脈沖形成線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于脈沖形成線技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于曲線電極結(jié)構(gòu)的平板脈沖形成線。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著脈沖功率技術(shù)的發(fā)展，脈沖功率系統(tǒng)小型化、輕型化成為新的發(fā)展方向。脈沖形成線是脈沖功率系統(tǒng)的重要組成部分，起到對脈沖能量在時間尺度上進(jìn)一步壓縮的作用。傳統(tǒng)脈沖形成線主要采用變壓器油或者去離子水等液體儲能介質(zhì)，體積龐大，很難滿足脈沖功率系統(tǒng)小型化的要求。近些年，采用高介電常數(shù)的陶瓷介質(zhì)作為平板脈沖形成線的儲能介質(zhì)可有效減小脈沖形成線的長度，成為固態(tài)脈沖形成線的重點(diǎn)發(fā)展方向，目前平板脈沖形成線電極結(jié)構(gòu)多采用直線傳輸結(jié)構(gòu)。以輸出10ns脈寬的脈沖波形為例，水介質(zhì)形成線長度為1.7m，采用介電常數(shù)er = 600的陶瓷介質(zhì)，形成線長度縮減到0.61m。盡管采用高介電常數(shù)陶瓷介質(zhì)可以有效減小形成線體積，但也存在一定技術(shù)問題。主要體現(xiàn)在高絕緣強(qiáng)度、高可靠性的大尺寸陶瓷板材的制備難度很大，對于上述尺寸的陶瓷板材(?0.6m)耐壓水平通常較低，可靠性差，這也是限制陶瓷介質(zhì)在固態(tài)脈沖形成線中應(yīng)用的關(guān)鍵制約因素。而隨著陶瓷板材尺寸的減小，其可靠性逐漸提高。因此，如何通過將電極結(jié)構(gòu)設(shè)計在小尺寸的高可靠性陶瓷介質(zhì)上實(shí)現(xiàn)類似上述脈寬的脈沖輸出，是固態(tài)脈沖形成線迫切需要解決的技術(shù)問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)不足，本實(shí)用新型提供了一種基于曲線電極結(jié)構(gòu)的平板脈沖形成線。
[0004]—種基于曲線結(jié)構(gòu)的平板脈沖形成線，其包括中部的陶瓷介質(zhì)板I，陶瓷介質(zhì)板I的一側(cè)布置曲線結(jié)構(gòu)電極2，另一側(cè)布置滿結(jié)構(gòu)電極2，或上下兩側(cè)均布置曲線結(jié)構(gòu)電極2，上下電極2的兩端設(shè)有電極端子3，所述平板脈沖形成線外封裝絕緣包封層4。
[0005]所述陶瓷介質(zhì)板I采用介電常數(shù)>100的高介電常數(shù)燒結(jié)陶瓷或玻璃陶瓷。
[0006]所述曲線結(jié)構(gòu)為周期結(jié)構(gòu)，周期結(jié)構(gòu)單元為U型或V型。
[0007]所述電極2外緣光滑。
[0008]優(yōu)選地，所述電極2為銀電極。
[0009]所述電極端子3采用銅或鋁。
[0010]所述絕緣包封層4采用環(huán)氧樹脂或硅橡膠形成的固態(tài)包封層。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型采用具有高介電常數(shù)的燒結(jié)陶瓷板或玻璃陶瓷板作為脈沖形成線儲能介質(zhì)，通過在陶瓷介質(zhì)板上燒制曲線結(jié)構(gòu)銀電極，最后采用環(huán)氧樹脂或硅橡膠封裝，實(shí)現(xiàn)了固態(tài)化，該平板脈沖形成線具有體積小、全固態(tài)、可靠性高的特點(diǎn)，在小尺寸陶瓷介質(zhì)板上有效增加了電極長度，實(shí)現(xiàn)了寬脈沖的輸出。該實(shí)用新型可用于高功率微波、高功率激光、X光機(jī)的驅(qū)動源。
【附圖說明】
[0012]圖1為實(shí)施例中一種基于曲線結(jié)構(gòu)的平板脈沖形成線；
[0013]圖2為圖1中脈沖形成線的脈沖輸出波形圖；橫坐標(biāo)為時間，縱坐標(biāo)為電壓。
[0014]標(biāo)號說明:1_陶瓷介質(zhì)板，2-電極，3-電極端子，4-絕緣包封層。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本實(shí)用新型的范圍及其應(yīng)用。
[0016]如圖1所示一種基于曲線結(jié)構(gòu)的平板脈沖形成線，包括玻璃陶瓷介質(zhì)板1、曲線結(jié)構(gòu)銀電極2、銅電極端子3以及絕緣包封層4。
[0017]玻璃陶瓷介質(zhì)板I采用鈮酸鹽體系玻璃陶瓷，其中陶瓷相為NaNbO3和(Pb，Ba，Sr)Nb2O6,玻璃相為S12，將原料混合均勻，在1350?1400°C熔融2?4h，快速倒入預(yù)熱的金屬模具里，形成玻璃陶瓷介質(zhì)，隨后在900?1000°C進(jìn)行結(jié)晶熱處理，析出陶瓷相，制備出玻璃陶瓷介質(zhì)板I的初成品，對初成品片進(jìn)行打磨、拋光，得到尺寸為11Omm X 90mm X 5mm的玻璃陶瓷介質(zhì)板I。
[0018]在玻璃陶瓷介質(zhì)板I上下表面采用絲網(wǎng)印刷工藝印刷銀電極2，上下銀電極2均采用曲線結(jié)構(gòu)，隨后在600°C燒結(jié)40min，形成結(jié)合力強(qiáng)的曲線結(jié)構(gòu)銀電極2，銀電極3外緣保持光滑。
[0019]在上下銀電極2的兩端，采用Pb-Sn焊錫膏將銅電極端子3焊接到銀電極2上，焊接工藝為240°C保溫lOmin，形成銅電極端子3。
[0020]對整個陶瓷介質(zhì)板I采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行固態(tài)封裝，形成絕緣包封層4，實(shí)現(xiàn)高的絕緣強(qiáng)度。
[0021]對該結(jié)構(gòu)的平板脈沖形成線進(jìn)行了直流耐壓考核，40kV加載電壓下保壓Imin不擊穿。對其脈沖輸出特性進(jìn)行了考核，輸出波形如圖2所示，輸出脈寬?48ns，上升沿?6ns，下降沿?34ns，輸出脈沖具有較好的平頂特性。
[0022]本實(shí)用新型的基于曲線結(jié)構(gòu)的平板脈沖形成線通過在高介電常數(shù)的小尺寸陶瓷介質(zhì)板上制備曲線結(jié)構(gòu)電極，有效增加了傳輸長度，實(shí)現(xiàn)了寬脈沖輸出，增加了脈沖形成線的可靠性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于曲線電極結(jié)構(gòu)的平板脈沖形成線，其特征在于，其包括中部的陶瓷介質(zhì)板(I)，陶瓷介質(zhì)板(I)的一側(cè)布置曲線結(jié)構(gòu)電極(2)，另一側(cè)布置滿結(jié)構(gòu)電極(2)，或上下兩側(cè)均布置曲線結(jié)構(gòu)電極(2)，上下電極(2)的兩端設(shè)有電極端子(3)，所述平板脈沖形成線外封裝絕緣包封層(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于曲線電極結(jié)構(gòu)的平板脈沖形成線，其特征在于，所述陶瓷介質(zhì)板(I)采用介電常數(shù)>100的高介電常數(shù)燒結(jié)陶瓷或玻璃陶瓷。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于曲線電極結(jié)構(gòu)的平板脈沖形成線，其特征在于，所述曲線結(jié)構(gòu)為周期結(jié)構(gòu)，周期結(jié)構(gòu)單元為U型或V型。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于曲線電極結(jié)構(gòu)的平板脈沖形成線，其特征在于，所述電極(2)的外緣光滑。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于曲線電極結(jié)構(gòu)的平板脈沖形成線，其特征在于，所述電極(2)為銀電極。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于曲線電極結(jié)構(gòu)的平板脈沖形成線，其特征在于，所述電極端子(3)采用銅或鋁。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于曲線電極結(jié)構(gòu)的平板脈沖形成線，其特征在于，所述絕緣包封層(4)采用環(huán)氧樹脂或硅橡膠形成的固態(tài)包封層。
【專利摘要】本實(shí)用新型特別涉及一種基于曲線電極結(jié)構(gòu)的平板脈沖形成線，其包括中部的陶瓷介質(zhì)板(1)，陶瓷介質(zhì)板(1)的一側(cè)布置曲線結(jié)構(gòu)電極(2)，另一側(cè)布置滿結(jié)構(gòu)電極(2)，或上下兩側(cè)均布置曲線結(jié)構(gòu)電極(2)，上下電極(2)的兩端設(shè)有電極端子(3)，所述平板脈沖形成線外封裝絕緣包封層(4)。該平板脈沖形成線具有體積小、全固態(tài)、可靠性高的特點(diǎn)，在小尺寸陶瓷介質(zhì)板(1)上有效增加了電極長度，實(shí)現(xiàn)了寬脈沖的輸出。該實(shí)用新型可用于高功率微波、高功率激光、X光機(jī)的驅(qū)動源。
【IPC分類】H03K3/02
【公開號】CN205195676
【申請?zhí)枴緾N201520950179
【發(fā)明人】張慶猛, 唐群, 楊志民, 杜軍
【申請人】北京有色金屬研究總院
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年11月25日